避雷線和導(dǎo)線在檔距中央的線間距離校驗(yàn)

1、第五章桿塔荷載及強(qiáng)度校驗(yàn)第四節(jié)避雷線與導(dǎo)線線間距離校驗(yàn)字體大小 小中大二、避雷線和導(dǎo)線在檔距中央的線間距離校驗(yàn)在線路設(shè)計(jì)的絕緣配合內(nèi)容中，在檔距中央，導(dǎo)線與避雷線線間距離必須滿足規(guī)程的 要求，這也是避雷線在塔頭布置的一項(xiàng)重要要求。即在檔距中央，導(dǎo)線與避雷線線間距離Dd.b在15C、無(wú)風(fēng)的氣象條件下應(yīng)滿足下式：JAd；（5 15）式中 一線路的檔距（m）；Dd.b滿足防雷要求的導(dǎo)線與避雷線線間距離（m）o對(duì)大檔距則應(yīng)滿足：I j 門丨；J I 丿 - 1（ 516）式中旳一線路耐雷水平（KA ）;U 線路額定電壓（KV ）。下面我們將討論在避雷線的布置中如何滿足式（515）及式（5 16）的要求

2、。為了滿足防雷要求，做到在大氣過(guò)電壓下，檔距中央導(dǎo)、地線之間不發(fā)生閃絡(luò)，導(dǎo)、地線之間距離應(yīng) 按式（5- 15）和式（5- 16）決定。為了達(dá)到這一要求，應(yīng)從三方面著手。一是在塔頭上適當(dāng)布置避雷線 的懸點(diǎn)高度，一般滿足保護(hù)角的要求，就認(rèn)為是適當(dāng)?shù)?。過(guò)度增加高度會(huì)使桿塔造價(jià)增加；二是避雷線截 面和導(dǎo)線截面適當(dāng)配合；三是適當(dāng)選擇避雷線的安全系數(shù)和運(yùn)行應(yīng)力，使避雷線的應(yīng)力、安全系數(shù)與導(dǎo)線 適當(dāng)配合。1在大氣過(guò)電壓、無(wú)風(fēng)條件下滿足防雷要求的避雷線水平應(yīng)力值Obfo當(dāng)導(dǎo)線和避雷線截面選定之后，在大氣過(guò)電壓條件下，導(dǎo)線的應(yīng)力和弧垂可以確定。這時(shí)，為了保證 導(dǎo)、地線之間距離滿足防雷要求，避雷線的應(yīng)力和弧垂就要

3、受到限制。其應(yīng)力不能過(guò)低。應(yīng)力過(guò)低則使避 雷線弧垂加大，導(dǎo)、地線之間距離得不到保證。根據(jù)大氣過(guò)電壓對(duì)間隙距離的要求，可以計(jì)算岀避雷線的 水平應(yīng)力。把導(dǎo)線、避雷線投影到桿塔所在平面（垂直于線路的平面），得到圖5-10o圖5- 10導(dǎo)線、避雷線檔距中央處線間距離圖5 - 10中所示均為大氣過(guò)電壓、無(wú)風(fēng)條件下的量值。其中：fb為避雷線弧垂（m）；b為檔距中央避雷線的最低點(diǎn)；d為檔距中央導(dǎo)線的最低點(diǎn)；fd為導(dǎo)線弧垂（m），h為導(dǎo)、地線懸掛點(diǎn)之間的垂直距離 （m）, S為導(dǎo)、地線懸掛點(diǎn)水平距離 （m）, Dd.b 為導(dǎo)、地線的空氣間隙（m）,入為絕緣子串的長(zhǎng)度（m）。由圖5-10可知：D% =訊+ （力

4、+力-久f_g/_ 垃而式中門、門分為導(dǎo)線、避雷線的比載、水平應(yīng)力；檔距。令-it -1 1，將J “、上代入上式，解出 氐，并以符號(hào)表示，得到：區(qū)冒雖8/（田+廳-小J1（5 17）式中符號(hào)同前。是在大氣過(guò)電壓、無(wú)風(fēng)條件下滿足檔距中央導(dǎo)線與避雷線線間距離要求的避雷線最小水平應(yīng)力，由上式可知，*與導(dǎo)線應(yīng)力Od有關(guān)。因?yàn)榇頇n距不同，的值也不同。在同一個(gè)耐張段內(nèi)，O是確定常數(shù)，在選擇桿型后 S、h也是常數(shù)，則 與檔距 有關(guān)。因?yàn)闄n距 改變時(shí)，導(dǎo)線及避雷線的弧垂 fd、fb也隨之改變。代表檔距、桿型確定之后，與 的關(guān)系曲線如圖5- 11所示圖5 11與檔距的關(guān)系2.的極大值abQO從圖5-11可知

5、，應(yīng)力有極大值，用符號(hào) C6Q表示。與3Q對(duì)應(yīng)的檔距長(zhǎng)度稱為控制檔距，用Q表示，令式(517)中的分母為1= 0 = 0J根據(jù)Cb的極值條件，必有。由此，得到控制檔距 Q的計(jì)算公式：,(0 012L)3+0 036L-2(-1)h =I式中 *控制檔距， 其余符號(hào)同前。上式是一個(gè)代數(shù)方程，其解法與導(dǎo)線的狀態(tài)方程式類似。當(dāng)近似地認(rèn)為S-0時(shí)，上式簡(jiǎn)化為2A島 0 1 們(I)L I丄(5 - 18)將聳:代入式(5 - 17)，便得到&才的極大值CQO3 大氣過(guò)電壓、無(wú)風(fēng)條件下避雷線控制應(yīng)力Cfm的確定。因?yàn)橹蹬c檔距有關(guān)，若耐張段內(nèi)有 n個(gè)檔，則值也有n個(gè)，其中的最大值設(shè)為 Cfm。實(shí)際上，一個(gè)

6、耐張段內(nèi)，各檔的避雷線應(yīng)力也可近似的認(rèn)為相等，只有一個(gè)值，設(shè)為Obso顯然，在大氣過(guò)電壓、無(wú)風(fēng)條件下，若有qosbfm，則可以保證各線檔檔距中央的導(dǎo)線、避雷線線間距離滿足防雷要求。因此，的最大值obfm可以做為大氣過(guò)電壓、無(wú)風(fēng)條件的控制應(yīng)力。它是由檔距中央的導(dǎo)線、避雷線線間距離做為控制條件所決定的避雷線應(yīng)力下限。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，由于耐張段各檔距可能不等于所以O(shè)bfm不一定等于3Q。下面討論怎樣簡(jiǎn)便地確定Obfm值。當(dāng)線路已初步定位，或根據(jù)地形條件、桿塔使用條件可以大致知道檔距變化范圍時(shí)，值Ofm可以按下面的方法確定； 如果可能最大檔距max，此時(shí)令 =min代入式（5- 17 ）求得的&才便是最大值

7、qfm。 如果minPbfm，則導(dǎo)線、避雷線線間距離滿足防雷要求。反之，不滿足防雷要求。（2 ）以大氣過(guò)電壓、無(wú)風(fēng)氣象條件及Obfm為控制條件，用狀態(tài)方程求得最大風(fēng)、覆冰、最低氣溫、年平均氣溫等條件下避雷線控制應(yīng)力，如果所求岀的各個(gè)應(yīng)力分別小于各條件下避雷線的控制應(yīng)力，也說(shuō)明 在雷電過(guò)電壓、無(wú)風(fēng)條件下導(dǎo)線、避雷線線間距離滿足防雷要求。反之，算岀的任一個(gè)條件的避雷線應(yīng)力 大于該條件的控制應(yīng)力，則說(shuō)明導(dǎo)線、避雷線線間距離不符合防雷要求。如果導(dǎo)線、避雷線線間距離不滿足防雷要求，應(yīng)采取降低避雷線設(shè)計(jì)安全系數(shù)或調(diào)整塔頭尺寸、改換 桿型等措施加以解決。這里需要明確以上各應(yīng)力符號(hào)所代表的含義。一滿足防雷要求

8、的避雷線水平應(yīng)力；ObQ對(duì)應(yīng)控制檔距的避雷線水平應(yīng)力（極大值）；殆s耐張段內(nèi)n個(gè)檔中避雷線的等值應(yīng)力；Obfm 在n個(gè)檔距中，值的最大者(控制應(yīng)力)。三、舉例例5- 1 110KV線路通過(guò)IV類氣象區(qū)，某耐張段代表檔距re=300m，耐張段內(nèi)各檔檔距在230m與400m之間。線路采用110ZS3型鐵塔，塔頭尺寸圖見參考文獻(xiàn)。導(dǎo)線懸垂絕緣子串的長(zhǎng)度 匸1.289m，避雷線線夾下垂長(zhǎng)度 入b0.24m。導(dǎo)線為L(zhǎng)GJ 240/40，避 雷線GJ 50,試校驗(yàn)避雷線的線間距離并確定避雷線的控制條件。解：1 計(jì)算準(zhǔn)備由附錄查得GJ 50鋼絞線的參數(shù)為：破壞應(yīng)力bbp=1176.8(Mpa),線膨脹系數(shù)

9、a=11.5 X0-6(1/C )，彈性系數(shù) E= 181420(N/ mm2)，計(jì)算直徑 d=90(mm)，截面積 S=49.46(mm2)，單位長(zhǎng)度 質(zhì)量 m=423.7(Kg/km)。計(jì)算岀避雷線GJ50的比載如下(步驟同導(dǎo)線比載計(jì)算，從略)：&擁=84.01x10弘=123.26 xlO-3 N/m mm2黑抑5)=126.49xlO_5N/m mm2LGJ 240/40的比載二一丄1()卜，雷電過(guò)電壓時(shí)應(yīng)力為二J,。(其過(guò)程從略)。2 計(jì)算控制檔距由書中附錄圖及 入、入b勺值可知數(shù)據(jù)，h=2.8+1.289-0.24=3.849m ，S=2.0-0.43=1.57m。將h、S的值代入

10、式(5 1 8),得：(0 012/p)J + 0 036/p-2(1 57-1)2(1+0.012-1.5727,6890.024/+0 000142 -1.4649 =OJ0014?3 +叮3錦2丈98解出： =516.5m3 計(jì)算過(guò)電壓無(wú)風(fēng)條件控制應(yīng)力弔fm在該耐張段的最大檔距以=400m代入式（5 17 ）求出的應(yīng)力即為殆fm 抄，= 2194以gbi、15C、為控制條件計(jì)算其它可能控制條件下避雷線的應(yīng)力其中：，J： 皿1 1曠卜打1 HIH t =15 I：審.丄】J由前述狀態(tài)方程式為:丁叵-丄，其A、B值計(jì)算如下:181420x84.01JxlD30026.B033xl0*xg；求

11、出各條件的A、B值，用狀態(tài)方程解出各條件下的避雷線應(yīng)力,計(jì)算過(guò)程列入表5 5表5 5避雷線應(yīng)力計(jì)算值代表檔距參數(shù)計(jì)算條件大氣過(guò)電 壓、無(wú) 風(fēng)300(m)氣象條件tn (C)153gn( 0-)84.01A=-150.75+2.0863tn_6B=680.33 10 6 xgtndbn(MPa)平均氣溫覆冰最低氣溫最大風(fēng)速10-5-20-584.01126.4984.01110.21-129.89-140.32-192.47-140.32480160C4801600826350(224.9279.6262.3261.33避雷線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)應(yīng)大于導(dǎo)線的安全系數(shù)。根據(jù)桿塔設(shè)計(jì)條件避雷線安全系數(shù)K = 3.33,則最大使用應(yīng)力117633.33353APa此外 y m由表5-5可知，各狀態(tài)下避雷線應(yīng)力均不超過(guò)其控制應(yīng)力，因此，在大氣過(guò)電壓、無(wú)風(fēng)條件下，導(dǎo)線、避雷線之間的距離滿足防雷要求。5 避雷線的設(shè)計(jì)控制條件fy 010根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果可知，如用大氣過(guò)電壓、無(wú)風(fēng)、作為避雷線設(shè)計(jì)的控制條件，既滿足導(dǎo)線機(jī)械強(qiáng)度要求，也可以滿足導(dǎo)線、避雷線